GCr18Mo軋機軸承在某帶鋼軋廠的應用

王國平

（河南能化洛陽LYC軸承有限公司大型軸承事業部，河南洛陽471039）

0 引言

在為某帶鋼軋制鋼有限公司提供的7種型號的軸承產品中，有2種型號的產品使用的是GCr18Mo材料，且采用了下貝氏體淬火的熱處理工藝。原本想選取具有抗沖擊性GCr18Mo材料采用下貝氏體淬火工藝來替代滲碳鋼，以達到既可降低生產制造的成本又能滿足用戶使用工況需求的目的。但在實際的使用中，效果很不理想（主要是FC5274220出現早期失效）。本文主要闡述該鋼種的主機應用情況。

1 軸承失效的模式

從跟蹤統計的近百套（FC5274220）軸承失效情況來看，有近70套軸承的失效是外圈壓力區范圍內粉碎性破碎，有近20套軸承為內圈在壓力區范圍內沿圓周方向整體斷裂，其余為保持架失效等原因造成失效。這些失效軸承的工作時間最長為10d左右，軋制1.8萬t。最短的上機僅30 min，軋制僅幾十噸。即使上機使用壽命最長的產品也僅為其它廠最短使用壽命的一半。其它生產廠家的產品，哪怕是軋制10萬t以上的失效產品，其零件的外形也是一個整體。

2 失效原因分析

材料GGr18Mo采用下貝氏體淬火代替滲碳鋼制造耐沖擊的軋機軸承，在軸承行業的軋機軸承產品制造中已有先例。并且其使用效果也達到設計要求。但本次失效原因為：

首先，軸承外圈失效占絕對多數，內圈失效較少，也有因保持器損壞而造成軸承失效的產品。失效軸承的滾子端面均有磨損或破碎；大部分失效軸承的外圈在壓力區范圍內瓷狀破碎，內圈在沿圓周方向整體斷裂；失效軸承的破碎角幾乎均在100°～140°之間，但也有極個別的失效件的失效角在90°以內。失效軸承的碎片幾乎均為粉碎性，塊狀破碎的穿晶斷裂狀態。

其次，從失效軸承的使用工況來看，某軋廠的帶鋼生產線設備是20世紀70年代大連生產的老產品，且嚴重超負荷運轉。原設計是軋制2.5～4.5 mm的中、厚鋼帶板。現據市場需要，厚度在2.5 mm以下的薄鋼帶成了生產的主要品種，加工范圍嚴重超限。加工范圍的擴大，致使軸承的受力劇增。特別是向特薄方向擴展加工，受力成倍急劇增加，從而造成軸承快速早期損壞。從跟蹤觀察的情況來看，只要加工2.5 mm以下的產品，軸承的損壞就嚴重。

另外，某軋鋼廠生產管理上的自身問題也較多。如：1）爐溫較低。由于企業追求利潤最大化，采取比價采購，致使采購的商品質量難以保證。由于燃料-煤的質量問題，使爐溫一直上不去。本應是均熱1430℃，上加熱1420℃，下加熱1300℃以上的爐溫。在近一段時期內一直維持在均熱 1240℃，上加熱 450～1130℃，下加熱780～1120℃。再加上天氣寒冷溫降大，從而也造成了設備的損壞（包括軸承的損壞）。爐溫的高低直接影響鋼材的塑性變形，影響了鋼材的變形抗力。從而影響下壓力的大小變化，最終導致軸承及其設備零配件提前損壞。2）生產設備的嚴重老化。嚴重的超負荷運行，使設備的故障率居高不下，造成其產量難以提高和軸承提前損壞。在跟蹤的一個多月時間內，就有2根初精軋輥軸和2根初軋輥斷裂為兩半，可見其設備實際承受負荷之大。

軸承也存在一些問題，主要表現在軸承產品的材料韌性差、脆性大、硬度高。從損壞的軸承碎片上表現得最為明顯，光潔如新的碎片，幾乎看不到磨過的痕跡。穿晶斷裂破碎是軸承失效的主要型式，穿晶斷裂破碎說明了軸承材料強度不足，韌性太差。

3 改進措施及效果

根據軸承失效形式和現場工作狀況，進行了軋鋼廠的設備維修改造，并改變了軸承的材料和軸承設計。以適應據市場需求，追求利潤最大化的超負荷運轉，擴大陳舊設備的加工范圍。在選用滲碳軸承鋼并采用新方法設計制造軸承后，使用效果達到甚至超過了進口同類產品的質量壽命。